物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用快速開(kāi)發(fā)(第2版從創(chuàng)意到原型物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)系列教材浙江省普通高校十三五新形態(tài)教材)
定 價(jià):62 元
- 作者:董瑋,高藝,韓勁松編
- 出版時(shí)間:2022/10/1
- ISBN:9787030729668
- 出 版 社:科學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP18
- 頁(yè)碼:347
- 紙張:
- 版次:2
- 開(kāi)本:16開(kāi)
本書(shū)共分8章,內(nèi)容涉及物聯(lián)網(wǎng)“端-管-云”全鏈路開(kāi)發(fā)流程。第1章介紹物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)、應(yīng)用架構(gòu)、典型應(yīng)用和相關(guān)學(xué)術(shù)研究及前沿問(wèn)題;第2、3章分別從硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)的角度介紹物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備端開(kāi)發(fā);第4、5章分別介紹物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中常用的低功耗短距離協(xié)議及低功耗廣域網(wǎng);第6、7章分別介紹主流的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)和物聯(lián)網(wǎng)云-端一體開(kāi)發(fā)平臺(tái);第8章介紹物聯(lián)網(wǎng)安全的相關(guān)技術(shù)。
本書(shū)適合作為高等院校計(jì)算機(jī)、通信、物聯(lián)網(wǎng)工程等專業(yè)高年級(jí)本科生、研究生的教學(xué)用書(shū),也適合作為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開(kāi)發(fā)人員的技術(shù)參考用書(shū)。
更多科學(xué)出版社服務(wù),請(qǐng)掃碼獲取。
自本書(shū)第一版出版已有三年多時(shí)間,物聯(lián)網(wǎng)乃至整
個(gè)科技領(lǐng)域又發(fā)生了不少變化。由于美國(guó)限制向中國(guó)出
口芯片,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)硬件市場(chǎng)產(chǎn)生了很大影響;華為發(fā)布
鴻蒙操作系統(tǒng),進(jìn)一步打造萬(wàn)物互聯(lián)的軟件基礎(chǔ);短距
離通信技術(shù)(802.15.4,BLE)在智能家居的應(yīng)用不斷
拓展;后向散射通信技術(shù)得到商業(yè)應(yīng)用;LoRaWAN被國(guó)
際電信聯(lián)盟(ITU)正式批準(zhǔn)成為低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)的通
信標(biāo)準(zhǔn);繼NB-IoT之后,5G技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到大范圍部署
,為大容量、低延遲的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供了基礎(chǔ)設(shè)施;在
激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,涂鴉智能在美國(guó)紐交所上市,成為
“全球IoT云平臺(tái)第一股”,其他許多物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)陸續(xù)
消亡;物聯(lián)網(wǎng)安全問(wèn)題凸顯,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)安全性的需求成
為必然。
在可以預(yù)見(jiàn)的未來(lái),物聯(lián)網(wǎng)釋放的潛在經(jīng)濟(jì)價(jià)值巨
大。2020年底,物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)首次超過(guò)非物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)
。預(yù)計(jì)到2025年,物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)將是非物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)的
3倍。此外,新冠肺炎疫情對(duì)我們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生了極
大的影響,也給產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型按下了加速鍵。我國(guó)乃
至全世界產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)。
一方面,企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)IoT應(yīng)用的需求空前高
漲;但另一方面,據(jù)IoT Analytics分析,物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目
的復(fù)雜性仍然是物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用的主要挑戰(zhàn)。雖然近年
來(lái),各種供應(yīng)商為簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用做出了很多努力,包
括開(kāi)發(fā)即用型的應(yīng)用模板、模塊化組件、零配置設(shè)備連
接工具等,但是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)復(fù)雜性的痛點(diǎn)仍然存在。低
代碼開(kāi)發(fā)成為解決上述矛盾的有效途徑,并逐漸成為近
年來(lái)被廣泛關(guān)注的熱點(diǎn)技術(shù)之一。
在物聯(lián)網(wǎng)低代碼開(kāi)發(fā)領(lǐng)域,雖然學(xué)術(shù)界、工業(yè)界有
一些初步的工作,但一個(gè)理想中的物聯(lián)網(wǎng)低代碼開(kāi)發(fā)平
臺(tái)現(xiàn)在并不存在。所幸,經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域
的開(kāi)源代碼、工具、平臺(tái)等逐漸完善。本書(shū)嘗試結(jié)合目
前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的最新趨勢(shì),從云-邊-端一體的角度闡述
物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的核心技術(shù)。同時(shí)理論聯(lián)系實(shí)際,基于目前
主流的開(kāi)發(fā)平臺(tái)(如阿里云IoT Studio、微軟Azure
IoT等),闡述實(shí)際案例的開(kāi)發(fā)過(guò)程。希望本書(shū)能夠幫
助讀者更好地理解各種不同的應(yīng)用場(chǎng)景,能夠選擇并定
制各種不同的技術(shù),從而使快速開(kāi)發(fā)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的
物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不再困難。
本書(shū)的內(nèi)容組織
本書(shū)共分8章,內(nèi)容涉及物聯(lián)網(wǎng)“端-管-云”全鏈
路開(kāi)發(fā)流程,如圖1所示。第1章介紹物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)、
應(yīng)用架構(gòu)、典型應(yīng)用和相關(guān)學(xué)術(shù)研究及前沿問(wèn)題;第2
、3章分別從硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)的角度對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備
端開(kāi)發(fā)進(jìn)行介紹;第4、5章分別介紹物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中常用
的低功耗短距離協(xié)議及低功耗廣域網(wǎng)的相關(guān)內(nèi)容;第6
、7章分別介紹目前主流的物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)和物聯(lián)網(wǎng)云-端
一體化開(kāi)發(fā)平臺(tái);第8章介紹物聯(lián)網(wǎng)安全的相關(guān)技術(shù)。
相比第1版,本書(shū)各個(gè)章節(jié)的內(nèi)容有如下主要變化
:
第2章中,新增STM32平臺(tái)描述,硬件安全的內(nèi)容并
入第8章。
第3章中,新增RIOT以及華為鴻蒙操作系統(tǒng)描述,
刪除TinyOS相關(guān)內(nèi)容,系統(tǒng)安全的內(nèi)容并入第8章。
第4章對(duì)應(yīng)第1版第5章,新增藍(lán)牙5.x規(guī)范的描述。
第5章對(duì)應(yīng)第1版第6章,新增LTE Cat 1的簡(jiǎn)單介
紹,簡(jiǎn)化NB-IoT的描述。
第6章對(duì)應(yīng)第1版第7章,設(shè)備認(rèn)證安全的內(nèi)容并入
第8章。此外,由于軟件更新,案例開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容有
所改動(dòng)。
第7章對(duì)應(yīng)第1版第8章,設(shè)備端開(kāi)發(fā)中新增
MicroPython的描述,云服務(wù)開(kāi)發(fā)中新增設(shè)備接入的介
紹。并入第1版第4章TinyLink的內(nèi)容,新增涂鴉IoT開(kāi)
發(fā)平臺(tái)的描述。
新增第8章物聯(lián)網(wǎng)安全。
新增附錄介紹了物聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)LinkLab,以
及LinkLab支持的14個(gè)物聯(lián)網(wǎng)在線實(shí)驗(yàn)的描述。
LinkLab平臺(tái)可以方便教師、學(xué)生進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)
的教學(xué)與學(xué)習(xí)。
此外,本書(shū)還更新了許多內(nèi)容的描述,更正了第1
版中的錯(cuò)誤。
本書(shū)配套的電子材料
本書(shū)配備豐富的電子材料,具體如下:
書(shū)本案例以及在線實(shí)驗(yàn)的代碼:
https://github.com/EmnetsIoTBook2/Experiments
案例開(kāi)發(fā)視頻教程:在書(shū)中以二維碼的形式呈現(xiàn)。
其他在線閱讀資料:在書(shū)中以二維碼的形式呈現(xiàn)。
針對(duì)教師開(kāi)課,額外提供如下資料:
課程講義PPT。
章后習(xí)題參考答案。
教師用戶可以在
https://www.emnets.cn/iotbook2上獲取本書(shū)相關(guān)的
電子材料;也可向本書(shū)責(zé)任編輯索取,發(fā)送E-mail至
56813984@qq.com。
致謝
第2版教材編寫(xiě)過(guò)程中,浙江大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與網(wǎng)
絡(luò)實(shí)驗(yàn)室(EmNets)的學(xué)生花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力,
在此對(duì)他們的努力表示感謝,他們是:曹丁越、陳奕可
、范宏昌、方欣玥、高銘、李博睿、李燁明、林宇翔、
劉建偉、呂嘉美、宋文帆、孫桐、吳昊、張靈峰、周寒
、鄒祥。還要感謝浙江大學(xué)阿里巴巴前沿技術(shù)研究中心
和阿里云IoT事業(yè)部的大力支持。感謝科學(xué)出版社的趙
麗欣女士,她的專業(yè)精神對(duì)提升本書(shū)的質(zhì)量起了重要的
作用。
由于編者知識(shí)有限,加之時(shí)間倉(cāng)促,書(shū)中難免存在
疏漏,懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
董 瑋
第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義和發(fā)展趨勢(shì)
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用架構(gòu)及挑戰(zhàn)
1.2.1 應(yīng)用架構(gòu)
1.2.2 機(jī)遇及挑戰(zhàn)
1.3 物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用
1.3.1 智慧城市——無(wú)錫鴻山物
聯(lián)網(wǎng)小鎮(zhèn)
1.3.2 智慧校園——CMU Living Lab
1.3.3 空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)
Mosaic
1.4 物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)學(xué)術(shù)研究及前沿
問(wèn)題
1.4.1 相關(guān)學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域
1.4.2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)注點(diǎn)及其前沿
挑戰(zhàn)問(wèn)題
1.5 總結(jié)與展望
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第2章 物聯(lián)網(wǎng)硬件平臺(tái)
2.1 概述
2.1.1 簡(jiǎn)介
2.1.2 平臺(tái)組成
2.2 關(guān)鍵特性
2.2.1 成本與體積
2.2.2 能耗
2.2.3 運(yùn)算速度和內(nèi)存大小
2.2.4 接口類型
2.3 常見(jiàn)的硬件平臺(tái)
2.3.1 傳感器節(jié)點(diǎn)平臺(tái)
2.3.2 STM32系列硬件平臺(tái)
2.3.3 Arduino系列硬件平臺(tái)
2.3.4 樹(shù)莓派系列硬件平臺(tái)
2.4 案例開(kāi)發(fā)——室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)
2.4.1 基于Arduino UNO的
開(kāi)發(fā)
2.4.2 基于樹(shù)莓派的開(kāi)發(fā)
2.5 學(xué)術(shù)研究前沿
2.6 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第3章 物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)
3.1 概述
3.1.1 簡(jiǎn)介
3.1.2 系統(tǒng)構(gòu)成
3.2 關(guān)鍵特性
3.2.1 編程模型
3.2.2 調(diào)度方式
3.2.3 I/O操作方式
3.2.4 內(nèi)存分配
3.2.5 軟件更新
3.2.6 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)
3.3 典型物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)
3.3.1 Contiki OS
3.3.2 RIOT OS
3.3.3 AliOS Things
3.3.4 HarmonyOS
3.4 案例開(kāi)發(fā)——物聯(lián)網(wǎng)防盜
節(jié)點(diǎn)(增強(qiáng)版)
3.4.1 基于Contiki OS的開(kāi)發(fā)
3.4.2 基于AliOS Things的
開(kāi)發(fā)
3.5 學(xué)術(shù)研究前沿
3.6 總結(jié)與展望
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第4章 低功耗短距離協(xié)議
4.1 概述
4.1.1 簡(jiǎn)介
4.1.2 典型協(xié)議
4.2 關(guān)鍵特性
4.2.1 通信距離
4.2.2 頻段
4.2.3 數(shù)據(jù)率
4.2.4 安全性
4.2.5 非技術(shù)特性
4.3 代表性協(xié)議
4.3.1 基于IEEE 802.15.4的
傳感網(wǎng)協(xié)議
4.3.2 藍(lán)牙低功耗(BLE)
協(xié)議
4.4 案例開(kāi)發(fā)——智能燈泡
遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)
4.4.1 案例描述
4.4.2 開(kāi)發(fā)步驟
4.5 學(xué)術(shù)研究前沿
4.6 總結(jié)與展望
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第5章 低功耗廣域網(wǎng)
5.1 概述
5.1.1 簡(jiǎn)介
5.1.2 典型協(xié)議
5.2 關(guān)鍵特性
5.2.1 通信距離
5.2.2 功耗
5.2.3 數(shù)據(jù)率
5.2.4 頻段的分配與使用
5.2.5 基站部署
5.2.6 非技術(shù)特性
5.3 代表性協(xié)議
5.3.1 NB-IoT
5.3.2 LoRaWAN
5.4 案例開(kāi)發(fā)——智能垃圾桶
5.4.1 案例描述
5.4.2 開(kāi)發(fā)步驟
5.5 學(xué)術(shù)研究前沿
5.6 總結(jié)與展望
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第6章 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)
6.1 概述
6.2 主要功能
6.2.1 設(shè)備連接
6.2.2 設(shè)備管理
6.2.3 IFTTT與規(guī)則引擎
6.2.4 時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)與流計(jì)算
6.2.5 安全認(rèn)證
6.2.6 無(wú)服務(wù)器計(jì)算
6.2.7 邊緣計(jì)算
6.3 典型物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)
6.3.1 Amazon AWS IoT
6.3.2 Microsoft Azure IoT
6.3.3 阿里云 IoT
6.4 案例開(kāi)發(fā)——語(yǔ)音控制
智能燈
6.4.1 案例描述
6.4.2 開(kāi)發(fā)步驟
6.5 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第7章 物聯(lián)網(wǎng)云-端一體開(kāi)發(fā)平臺(tái)
7.1 概述
7.2 主要功能
7.2.1 設(shè)備端開(kāi)發(fā)
7.2.2 云服務(wù)開(kāi)發(fā)
7.2.3 Web應(yīng)用/移動(dòng)應(yīng)用
開(kāi)發(fā)
7.2.4 集成與簡(jiǎn)化
7.3 典型開(kāi)發(fā)平臺(tái)
7.3.1 TinyLink
7.3.2 IoT Studio
7.3.3 Tuya IoT開(kāi)發(fā)平臺(tái)
7.4 案例開(kāi)發(fā)——智能教室座位
使用統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)
7.4.1 基于IoT Studio的開(kāi)發(fā)
7.4.2 基于TinyLink 1.0 + IoT
Studio的開(kāi)發(fā)
7.5 學(xué)術(shù)研究前沿
7.6 總結(jié)
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
第8章 物聯(lián)網(wǎng)安全
8.1 概述
8.1.1 被動(dòng)式攻擊
8.1.2 主動(dòng)式攻擊
8.2 物聯(lián)網(wǎng)安全主要方面
8.2.1 硬件安全
8.2.2 軟件與系統(tǒng)安全
8.2.3 無(wú)線安全
8.2.4 認(rèn)證與傳輸安全
8.2.5 隱私保護(hù)
8.3 典型安全開(kāi)發(fā)框架
8.3.1 AWS IoT安全機(jī)制
8.3.2 阿里云Link ID2
8.3.3 百度函谷物聯(lián)網(wǎng)安全
系統(tǒng)HISK
8.4 案例開(kāi)發(fā)——室內(nèi)環(huán)境檢測(cè)
(安全版)
8.4.1 案例描述
8.4.2 開(kāi)發(fā)步驟
8.5 學(xué)術(shù)研究前沿
習(xí)題
參考文獻(xiàn)
附錄 遠(yuǎn)程開(kāi)發(fā)平臺(tái)LinkLab
F.1 概述
F.2 LinkLab已支持的本書(shū)實(shí)驗(yàn)